Oorzaken van intern exergieverlies

Intern exergieverlies wordt veroorzaakt door de drijvende krachten die nodig zijn om processen te laten verlopen, zoals het temperatuurverschil benodigd bij warmtewisseling. Andere voorbeelden van drijvende krachten zijn: verschil in druk, hoogte en concentratie. In het algemeen geldt dat hoe groter de drijvende kracht, hoe sneller het proces verloopt en hoe groter het exergieverlies. Vanuit het oogpunt van exergie ligt het voor de hand om drijvende krachten zoveel mogelijk te verminderen. Of dat in de praktijk haalbaar is, zal van geval tot geval moeten worden bekeken.

Reactoren

Hoe sneller een reactie verloopt en hoe meer warmte er bij de reactie vrijkomt, hoe groter het exergieverlies in de reactor. Verbranding is bijvoorbeeld een reactie die gepaard gaat met een relatief groot exergieverlies. Mogelijkheden om exergieverliezen in reactoren te beperken zijn bijvoorbeeld: het gebruik van brandstofcellen in plaats van ‘gewone’ reactoren, het koppelen van chemische reacties zodat de warmte die vrijkomt bij de ene reactie wordt gebruikt om de andere reactie te laten verlopen, en de inzet van katalysatoren die mildere reactie­omstandigheden mogelijk maken.

Turbines en compressoren

Exergieverliezen in turbines en compressoren worden veroorzaakt door wrijving langs de wanden en inwendige lekkage door (noodzakelijke) speling tussen stilstaande en roterende delen binnen het apparaat (Stougie et al. (1997)). Deze verliezen zijn sterk afhankelijk van het ontwerp van de turbine of compressor. Bij een turbine kunnen de verliezen beperkt worden door bij een kleiner vermogen van de turbine voor een lagere stoomdruk aan de inlaat van de turbine te kiezen, vervuiling van het schoepenkanaal tegen te gaan en door maatregelen te nemen om stoomdruppeltjes zo goed mogelijk uit de stoomstroom te verwijderen. Bij een compressor kunnen de exergieverliezen beperkt worden door het vermijden van een hoge uitlaatdruk bij een relatief kleine ingaande volumestroom en het goed schoon houden van de inlaatzijde van het schoepensysteem om wrijvingsverliezen zoveel mogelijk te beperken.

Warmtewisselaars

Hoe groter het temperatuurverschil tussen de op te warmen en af te koelen stroom, hoe groter het exergieverlies. Zo is het exergieverlies bij een meestroomwarmtewisselaar groter dan bij een tegenstroomwarmtewisselaar.